超大型浮體(Very Large Floating Structure,VLFS)是一種具有多種形式,可由數(shù)個(gè)不同規(guī)格的半潛式或駁船式基本模塊,按功能需求通過連接器組合拼裝而成的新型海洋浮體平臺(tái)。超大型浮體作為一種尺寸遠(yuǎn)大于常規(guī)浮式結(jié)構(gòu)物的新型海上浮體平臺(tái),對(duì)海洋資源的開發(fā)、海洋權(quán)益的維護(hù)和深海綜合保障能力的提高有著重要的研究意義。本文根據(jù)勢流理論、長期預(yù)報(bào)法及直接計(jì)算理論,對(duì)縱向浮箱超大型浮體進(jìn)行水動(dòng)力分析及總體強(qiáng)度分析,確定結(jié)構(gòu)高應(yīng)力區(qū)域。隨后針對(duì)立柱、橫撐和下浮箱提出改進(jìn)方案,探究不同改進(jìn)方案對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響。最后根據(jù)改進(jìn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析結(jié)果,提出橫向浮箱超大型浮體的改進(jìn)方案并進(jìn)行強(qiáng)度分析。主要內(nèi)容如下:(1)對(duì)縱向浮箱、橫向浮箱兩種不同構(gòu)型的超大型浮體進(jìn)行水動(dòng)力分析,得到頻域下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)、波浪載荷傳遞函數(shù);再進(jìn)行波浪載荷長期預(yù)報(bào)確定設(shè)計(jì)波參數(shù);進(jìn)而在最危險(xiǎn)工況縱向扭轉(zhuǎn)工況下進(jìn)行總體強(qiáng)度分析,得到結(jié)構(gòu)的高應(yīng)力區(qū)域。兩種構(gòu)型超大型浮體結(jié)構(gòu)的高應(yīng)力區(qū)域相似,均為上浮體與立柱連接處、橫撐喇叭口處和下浮箱與立柱連接處。(2)根據(jù)縱向浮箱超大型浮體的強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果,提出針對(duì)立柱、橫撐和下浮箱結(jié)構(gòu)的四大類結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案,分別為:大倒角連接上浮體與立柱同時(shí)將下浮箱與立柱連接部位提前過渡為簡單矩形;相鄰立柱間增設(shè)八字形斜撐同時(shí)將橫撐橫截面由圓形改為鼓形;將下浮箱甲板及底板改變?yōu)閺澢姘逋瑫r(shí)增加骨材;立柱兩端過渡為矩形同時(shí)增設(shè)斜撐、改變下浮箱與橫撐形狀。(3)對(duì)縱向浮箱超大型浮體改進(jìn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行水動(dòng)力分析和強(qiáng)度分析,對(duì)比強(qiáng)度分析結(jié)果可以看出:立柱兩端改變?yōu)榫匦螘r(shí)優(yōu)化效果較差,特別是橫撐部位應(yīng)力下降較少;利用大倒角連接立柱與上浮體、增設(shè)斜撐、將下浮箱改為彎曲面板均能有效降低高應(yīng)力區(qū)域應(yīng)力;改變橫撐結(jié)構(gòu)形式可有效降低橫撐部分應(yīng)力,但對(duì)其他高應(yīng)力區(qū)域應(yīng)力影響不大;同時(shí)增加斜撐、改變下浮箱形狀的整體改進(jìn)方案應(yīng)力降低最明顯,因而最合理。(4)根據(jù)橫向浮箱超大型浮體總體強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果,參考縱向浮筒超大型浮體改進(jìn)方案,提出將立柱兩端提前由圓角矩形過渡為簡單矩形、增設(shè)斜支撐管并將橫撐橫截面改為鼓形的改進(jìn)方案,對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度分析,改進(jìn)方案能有效降低高應(yīng)力區(qū)域應(yīng)力,但會(huì)在上浮體與斜撐連接處新增高應(yīng)力區(qū)域。
【學(xué)位單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U661.4

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本文編號(hào)：2823846